測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)知識(shí)要點(diǎn)及專(zhuān)項(xiàng)練習(xí)

測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)原理利用紅磷在空氣中燃燒，將瓶?jī)?nèi)氧氣消耗掉，生成五氧化二磷固體，使空氣內(nèi)壓強(qiáng)減少，在大氣壓作用下，進(jìn)入容器內(nèi)水的體積即為減少的氧氣的體積。裝1=斗?ML置紅磷、'?k Er多水步驟連接裝置，檢查裝置氣密性把集氣瓶的容積分成5等份，做好記號(hào)。用止水夾夾緊膠管。在燃燒匙內(nèi)放入過(guò)量的紅磷。點(diǎn)燃燃燒匙中的紅磷，立即伸入集氣瓶中，把塞子塞緊待紅磷熄滅并冷卻后，打開(kāi)止水閥現(xiàn)象集氣瓶中有大量的白煙生成，并放出熱量打開(kāi)止水夾，燒杯中的水倒流到集氣瓶中，并上升到約1/5處結(jié)論空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為1/5。?實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)：測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)時(shí)，所用物質(zhì)應(yīng)滿(mǎn)足的條件：此物質(zhì)能夠在空氣中中燃燒，不能用鐵絲代替，鐵絲在空氣中不能燃燒此物質(zhì)在空氣中燃燒的時(shí)只能消耗氧氣，不能消耗其他氣體。不能選用鎂代替紅磷，因?yàn)殒V不僅與空氣中的氧氣反應(yīng)，還和二氧化碳反應(yīng)。此物質(zhì)在空氣中燃燒時(shí)只能生成固體，而不能生成氣體，一般不用木炭，硫代替紅磷。實(shí)驗(yàn)失敗與成功的原因：裝置不漏氣是本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵，所以實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查裝置的氣密性。如果氣密性不好，外界空氣會(huì)進(jìn)入容器，使測(cè)定結(jié)果低于1/5。實(shí)驗(yàn)中紅磷要過(guò)量，以消耗容器內(nèi)全部氧氣，否則會(huì)使測(cè)定結(jié)果低于1/5.實(shí)驗(yàn)完畢，待容器冷卻至室溫后，再打開(kāi)止水夾，觀察進(jìn)水的體積，避免因溫度高，氣體膨脹，使測(cè)定結(jié)果低于1/5.?空氣中氧氣含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)：測(cè)定原理：（1）紅磷（白磷）在密閉的容器中燃燒，消耗氧氣，生成白色固體五氧化二磷。密閉容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，大氣壓將水壓入容器，通過(guò)測(cè)定容器中的水的量測(cè)定氧氣在空氣中的含量。（2）利用金屬與氧氣反應(yīng)，消耗密閉容器中的氧氣使密閉容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，在大氣壓的作用下，推動(dòng)刻度器上的活塞移動(dòng)，測(cè)出氧氣體積。裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（1） 紅磷（白磷）燃燒，產(chǎn)生大量白煙（2） a中睡眠上升約占鐘罩內(nèi)空氣體積的1/5b中進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶液面以上容積的1/5c中活塞移動(dòng)到4處d中U形管左側(cè)液面上升至刻度1處e中試管中液面上升至刻度1處f中右側(cè)的活塞會(huì)左移結(jié)論空氣中氧氣體積約占空氣總體積的1/5注意事項(xiàng)（1） 實(shí)驗(yàn)中紅磷要過(guò)量，以消耗容器內(nèi)全部氧氣，否則會(huì)使測(cè)定結(jié)果低于1/5.（2） 裝置不漏氣是本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵，所以實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查裝置的氣密性。如果氣密性不好，外界空氣會(huì)進(jìn)入容器，使測(cè)定結(jié)果低于1/5。（3） 不能用硫、木炭、鐵絲等代替紅磷（白磷）。因?yàn)榱蚧蚰咎咳紵螽a(chǎn)生的氣體會(huì)彌補(bǔ)反應(yīng)所消耗的氧氣，導(dǎo)致測(cè)得的體積不準(zhǔn)確，而細(xì)鐵絲在空氣中難以燃燒，氧氣體積幾乎不變，因此密閉空氣內(nèi)水面不上升。（4） 導(dǎo)氣管要夾緊，燃燒匙放入集氣瓶時(shí)要迅速，防止空氣受熱膨脹，從導(dǎo)氣管或集氣瓶逸出，導(dǎo)致進(jìn)入水的體積增多，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏高。練習(xí)1.為測(cè)定空氣中氧氣的含量，小華同學(xué)打算設(shè)計(jì)如下方案：選用實(shí)際容積為40mL的試管作反應(yīng)容器，將過(guò)量的白磷放入試管，用橡皮塞塞緊試管，通過(guò)導(dǎo)管與實(shí)際容積為60mL且潤(rùn)滑性很好的針筒注射器組成如下圖的實(shí)驗(yàn)裝置.假設(shè)此實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬凑招∪A的設(shè)想正常進(jìn)行，且白磷所占體積與導(dǎo)管內(nèi)的氣體體積忽略不計(jì)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1） 實(shí)驗(yàn)前，打開(kāi)彈簧夾，將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松開(kāi)手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說(shuō)明：；（2） 若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束，等到試管冷卻后再松開(kāi)彈簧夾.可觀察到的現(xiàn)象為：—；（3） 若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應(yīng)直至燃燒結(jié)束，試管冷卻.可觀察到的現(xiàn)象為：；（4） 若按小華的設(shè)想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際可能遇到諸多問(wèn)題而發(fā)生危險(xiǎn)，造成實(shí)驗(yàn)失敗.例如:答案：（1）裝置的氣密性好（2） 白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，活塞前沿約在12mL的刻度線上（3） 白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，活塞先向右移動(dòng)，最終穩(wěn)定在約8mL的刻度線上（4） 橡膠塞彈出、試管爆裂、注射器活塞彈出等2.某?；瘜W(xué)興趣小組就空氣中氧氣的含量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)你參與。《設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)》第一小組同學(xué)共同設(shè)計(jì)了如上圖的A、B兩套裝置。你認(rèn)為合理的是（填編號(hào)）—。《進(jìn)行實(shí)驗(yàn)》《數(shù)據(jù)分析》實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，整理數(shù)據(jù)如下：（注：集氣瓶容積為100mL）組另U123456進(jìn)入瓶中水的體積（mL）201819172119通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，實(shí)驗(yàn)得出氧氣約占空氣體積的 《實(shí)驗(yàn)分析》（1）紅磷要過(guò)量的原因；（2）彈簧夾打開(kāi)的適宜時(shí)機(jī)；（3） 實(shí)驗(yàn)結(jié)束，發(fā)現(xiàn)測(cè)定出的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)低于1/5,可能的原因是.可能使用紅磷的量不足，瓶?jī)?nèi)氧氣沒(méi)有消耗完可能沒(méi)夾緊彈簧夾，紅磷燃燒時(shí)瓶?jī)?nèi)部分空氣受熱從導(dǎo)管逸出可能未塞緊瓶塞，紅磷熄滅冷卻時(shí)外界空氣進(jìn)入瓶?jī)?nèi)可能插入燃燒匙太慢，塞緊瓶塞之前，瓶?jī)?nèi)部分空氣受熱逸出《改進(jìn)實(shí)驗(yàn)》（1）第二小組同學(xué)設(shè)計(jì)了C實(shí)驗(yàn)裝置，優(yōu)點(diǎn)是：。（2）第三小組同學(xué)設(shè)計(jì)了D實(shí)驗(yàn)裝置，優(yōu)點(diǎn)是：。答案《設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)》你認(rèn)為合理的是（填編號(hào)）—L。實(shí)驗(yàn)得出氧氣約占空氣體積的19% 。《實(shí)驗(yàn)分析》（1）紅磷要過(guò)量的原因是一要讓集氣瓶中的氧氣完全消耗掉（合理答案都可）；（2） 彈簧夾打開(kāi)的適宜時(shí)機(jī)是等冷卻到室溫；（3） 實(shí)驗(yàn)結(jié)束，發(fā)現(xiàn)測(cè)定出的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)低于1/5,可能的原因是①③（少一不給分）?！陡倪M(jìn)實(shí)驗(yàn)》（1） 第二小組同學(xué)設(shè)計(jì)了C實(shí)驗(yàn)裝置，優(yōu)點(diǎn)是：誤差?。ê侠泶鸢付伎梢裕?。（2） 第三小組同學(xué)設(shè)計(jì)了D實(shí)驗(yàn)裝置，優(yōu)點(diǎn)是：容易計(jì)算出進(jìn)入集氣瓶中水的體積（合理答案都可以）。下圖是一個(gè)具有刻度和活塞可滑動(dòng)的玻璃容器，其中有空氣和足量的白磷，將它放在盛有沸水的燒杯上方，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論測(cè)定空氣中 的體積分?jǐn)?shù)°白磷著火燃燒,活塞先右移，后左移，最后停在刻度約為（填整教）的位H±n空氣的成分按體積計(jì)算， 約占15=答案：目的：氧氣現(xiàn)象：8結(jié)論：氧氣某同學(xué)在“金屬梯”的每一步放置一顆用濾紙吸干水后的白磷，用放大鏡會(huì)聚6V手電筒光于靠近水面的第一步梯上.請(qǐng)根據(jù)如圖回答下列問(wèn)題：一段時(shí)間后，可觀察到的現(xiàn)象是：，反應(yīng)停止，最終水面將大約置（填數(shù)字）處.該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：.“金屬梯”的每一步都放置一小顆白磷與只靠近水面的一步“金屬梯”處放置一大顆白磷相比，優(yōu)點(diǎn)是：.

答案：現(xiàn)象：白磷像“上樓梯”般依次燃燒，開(kāi)始時(shí)冒白煙，燃燒快停止時(shí)在倒置試管的上部出現(xiàn)黃煙.試管內(nèi)的水位上升到4后恒定不動(dòng)；為了盡可能多地消耗試管內(nèi)的氧氣，在靠近水面的一步“金屬梯”處放置一大顆白磷.如圖為兩種常見(jiàn)的“測(cè)定空氣里氧氣含量”的實(shí)驗(yàn)裝置.請(qǐng)你對(duì)比分析下面圖I、圖II實(shí)驗(yàn)，回答下列有關(guān)問(wèn)題：(選用45mL的試管作反應(yīng)容器)L版［蹈mmL版［蹈mm的活肅在lOmL試腎 燦麾姓即【 圈W圖i中產(chǎn)生的現(xiàn)象是 ，用該裝置測(cè)定結(jié)果是：空氣中氧氣含量與正常值有明顯的偏小，其原因可能圖I中發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)式是 圖I實(shí)驗(yàn)中，注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為mL刻度處才停止.對(duì)照?qǐng)DI實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為圖I實(shí)驗(yàn)有何優(yōu)點(diǎn)？(答一點(diǎn)即可).答案(1)紅磷燃燒發(fā)出黃光，放出熱量，產(chǎn)生大量白煙，水進(jìn)入集氣瓶約占集氣瓶容積的五分之一；裝置不嚴(yán)密；紅磷的量不足；(2)略(3)1； (4)向瓶口塞入膠塞過(guò)程中，空氣容易跑出，易產(chǎn)生誤差.用圖A所示裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量.(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，取下橡膠塞，點(diǎn)燃紅磷迅速伸入集氣瓶中并塞緊橡膠塞，這時(shí)看到的現(xiàn)象是(2)小倩設(shè)計(jì)了如下圖B所示的改進(jìn)裝置，其優(yōu)點(diǎn)是 (只寫(xiě)一點(diǎn)).從理論上分析，玻璃管內(nèi)液面最終將上升至 處(填1、2、3、4)，但實(shí)驗(yàn)測(cè)結(jié)果液面往往偏低，其原因可能是 .答案：(1)紅磷繼續(xù)燃燒，生成大量白煙.(2)不污染空氣或操作簡(jiǎn)便或?qū)嶒?yàn)誤差較小，1，白磷量不足或未冷卻到室溫就觀察.李明同學(xué)用如甲圖所示的裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量：他先在集氣瓶?jī)?nèi)加入少量水，并做上記號(hào)，再用彈簧夾夾緊乳膠管。點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷后，立即把它伸入瓶中并將塞于塞緊，觀察紅磷燃燒的現(xiàn)象。待紅磷熄滅并冷卻后，打開(kāi)彈簧夾，再觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。劉芳同學(xué)覺(jué)得李明用甲裝置測(cè)得的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，于是改用乙裝置。那么，相對(duì)甲裝置而言，乙裝置確實(shí)具有的優(yōu)點(diǎn)是：、。答案：1.反應(yīng)前后裝置都是密閉的，可以減小實(shí)驗(yàn)誤差；2.氣球可以起到緩沖作用。在測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)采用了右圖所示裝置：在由兩個(gè)注射器組成的密閉系統(tǒng)中留有25mL空氣，給裝有細(xì)銅絲的玻璃管加熱，同時(shí)緩慢推動(dòng)兩個(gè)注射器活塞，至玻璃管內(nèi)的銅絲在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)無(wú)進(jìn)一步變化時(shí)停止加熱，待冷卻至室溫，將氣體全部推至一個(gè)注射器內(nèi)，觀察密閉系統(tǒng)內(nèi)空氣體積變化。（1） 在實(shí)驗(yàn)加熱過(guò)程中，交替緩慢推動(dòng)兩個(gè)注射器活塞的目的（2）寫(xiě)出該實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)。（3） 小強(qiáng)測(cè)得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：反應(yīng)前注射器內(nèi)氣體總體積反應(yīng)后注射器內(nèi)氣體總體積25mL22mL由此數(shù)據(jù)可以推算出他測(cè)定的空氣中氧氣的體積分2l%（填“>”、"=”、“<”）。造